電子設計教程12 Buck降壓電路

2021-10-02 15:09:13 字數 1320 閱讀 3949

我們仍然使用mc34063晶元,來設計乙個dc-dc降壓電路,實現直流12v轉5v。

buck變換器是開關電源基本拓撲結構的一種,buck變換器又稱為降壓變換器,是一種對輸入電壓進行降壓變換的直流斬波器,其輸出電壓低於輸入電壓。

buck變換器與boost變換器使用的器件完全一樣,只不過連線方式不太一樣。buck電路是正激型別,在開關管導通的時候,能量可以傳遞到輸出端。

圖 buck變換器原理圖

當開關管q導通時,儲能電感l充電,由vin提供的電流為電容c充電。電容c維持著輸出電壓。電流方向如下圖所示。此時續流二極體d不工作。開關管的工作頻率是很高的,此時如果把電容與電感看做lc濾波電路也是可以的。

當開關管斷開的時候,儲能電感通過續流二極體放電。電感在自身電壓高於電容時為電容充電。電容c維持著輸出電壓,隨著電容自身電荷量的減小,輸出電壓也會逐漸降低。電流方向如下圖所示。

圖 開關管斷開時的等效電路

續流二極體可採用正嚮導通電壓較低的肖特基二極體,以減小損耗。也可以使用mos管代替續流二極體,進一步降低損耗。

我們仍使用mc34063晶元來實現buck降壓電路。與boost公升壓電路類似,buck降壓電路也需要5腳外接取樣電路,用於檢測輸出電壓是否達到設定值。

圖 buck降壓電路原理圖

輸出電壓將影響第5腳「比較器反相輸入」的電壓。如果5腳的電壓小於1.25v,晶元內部的比較器、振盪器、與門、rs觸發器會經過一系列配合,使1腳與2腳斷開,電感放電,為電容充電。電容儲存的電荷維持輸出電壓,所以輸出電壓會降低。如果5腳的電壓大於1.25v,1腳與2腳閉合,為電感與電容充電。可見,為取樣電路選擇合適的分壓電阻可以確定輸出電壓的值。

圖中的l2與c4是lc濾波電路,目的是提高電源質量,消除電感放電瞬間,電壓急速上公升帶來的毛刺。

下圖是晶元2腳電壓(黃色,表示為vsw)與輸出電壓的波形,可以分析出,開關閉合時vsw與vout上公升,一段時間以後開關斷開,vsw電壓極速下降,甚至達到負值。電感為電容充電,vout緩慢下降。

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